공장에서 미리 배관과 배관이음 부품을 체결해 현장에서는 단순 조립시공만으로 설치, 기능성은 물론 내구성, 조립 시공성이 뛰어난 ‘링타입 스프링클러 배관이음 시스템’이 선보여 눈길을 끌고 있다.
이 시스템은 레듀서 일체형 제품으로 이음부위를 약 20% 감소시킬 수 있고, 배관 내부의 변형 없이 이음이 이뤄져 부식 예방이 가능하다.
특히, 간단한 너트 체결로 인해 50%의 시공시간 단축은 물론 현장 인력수급과 노무비 절감 효과도 거둘 수 있는 기술로 평가받고 있다.
공장서 배관이음 부품 체결 현장서 단순 조립시공
이음부위 20% 공기 50% 감소 등 부식 예방 탁월
서울 등 전국 공동주택단지 적용 실용화 성공 ‘눈길’
지난 2018년부터 ‘화재예방·소방시설 설치유지 및 안전 관리에 관한 법률 시행령’에 따라 6층 이상 모든 건축물의 전층에 스프링클러 설비 설치가 의무화되면서 스프링클러 설비배관 공사가 많이 이뤄졌다.
특히, 스프링클러 설비배관 이음부위가 가장 많은 연결공사를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다.
스프링클러 설비 설치를 위해서는 85㎡ 규모의 아파트 1세대 기준, 약 17개의 스프링클러 헤드가 필요하고, 배관 연결 부위는 약 80개가 소요된다. 1,000세대 규모 단지로 확장할 경우 필요한 스프링클러의 연결 부위는 약 8만 개에 달한다.
하지만, 스프링클러 설비배관 설치 공사 시 진행되는 용접이나 절단, 연마 과정에서 발생되는 불티로 인한 화재 사고가 빈번히 발생하고 있다.
행정안전부에 따르면, 지난 2015년에서 2019년까지 건축공사장 용접 관련 화재는 장마철을 제외하면 월평균 486건이 발생, 중대재해처벌법 시행 이후 현장에서 사라지고 있는 추세다.
또한, 설비배관의 특성별로 접촉면과 방향 전환, 분기, 회전, 굴곡, 신축 흡수 및 말단 폐쇄, 기기와의 접속 등 연결 이음부위에서 다양한 하자가 발생하고 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 현재 강관을 사용하는 소방설비 배관의 연결 방식은 용접이음, 나사 이음, 그루브 이음이 주를 이루고 있다.
나사산을 만들어 연결하는 나사 이음은 부식으로 인한 누수 하자 발생 가능성이 매우 높은 문제점을 갖고 있다. 그루브 이음은 배관에 홈을 만드는 공정이 어려워 관경이 작은 50㎜ 이하의 배관에는 사용되고 있지 않다.
특히, 강관을 사용하는 스프링클러의 소방배관의 경우 시간 경과에 따라 부식이 일어나면서 소방기능을 상실할 수 있는 위험성을 안고 있다.
이는 화재 발생 시 소방관과 국민들의 생명과 안전을 위협할 수 있는 심각한 문제로 이어질 수 있다. 실제로 전국 각지에서 소방배관의 부식으로 인한 크고 작은 사고들이 지속적으로 발생하고 있다.
이 같은 하자로 인해 현재 다수의 소송분쟁 등이 발생하며 사회문제로 대두되고 있는 실정이다.
이에 스프링클러 설비배관 공사 연결방법의 문제점과 현장 전문 기능인력 부족 문제 해결은 물론 시공 편의성과 누수 안전성, 유지관리 편의성, 공기단축을 통한 원가절감 등의 효과를 거둘 수 있는 신개념의 링타입 설비배관 이음쇠 기술이 선보였다.
이 기술은 과학기술정보통신부의 지원 아래 건설기술연구원의 중소기업 지원사업 일환으로 진행된 ‘신개념 링타입 설비배관 이음쇠 개발 및 기술 실용화’ 연구를 통해 개발됐다.
연구내용
이 연구는 링타입(ring type)의 설비배관 이음쇠의 모델별 시제품 설계·제작 연구를 시작으로 설비배관 이음쇠 T형 모델 재설계와 금형 추가 제작, 공동주택 설비배관 최적설계(안) 마련 등을 중심으로 진행됐다.
또한, 공동주택 단지 설비배관 이음쇠 현장적용과 함께 설비배관 이음쇠의 시공성과 경제성 분석, 설비배관 이음쇠의 기술자료 마련 등의 연구도 병행됐다.
특히, 공인기관 및 UL 인증기준에 의한 성능시험을 진행하고, UL 인증기준에 의한 시험과 인증 취득도 추진했다.
이 같은 연구를 통해 링타입(ring type)의 설비배관 이음쇠에 대한 동형 엘보우 타입의 5개 규격별 제품 설계·제작을 완료하고, 14개의 이형 티이 타입과 10개의 티이 소켓 타입에 대한 규격별 제품 설계·제작도 이뤄졌다.
이후 링타입 배관이음쇠에 대한 성분과 물성 분석, 부식시험, 기밀과 수밀시험, 피로시험, 구조해석 및 지진안전성 시험 등 다양한 시험을 실시하며, 안전성과 내구성을 확보했다.
특히, 29개 규격의 링타입 배관 이음쇠 TYPE-I에 대해 지난 2022년 12월 국제인증인 UL인증을 취득하고, 장기 내구성시험을 포함한 인증시험을 통해 설비배관 이음쇠 TYPE-II에 대해 2023년 6월 UL인증을 추가로 취득하는 성과를 도출했다.
UL인증까지 획득한 이 기술은 배관 외측의 홈테에 금속링을 끼우고 2개의 오링과 가이드링을 배관에 연결한 후 하우징으로 체결하는 2중의 누수 차단 구조를 갖고 있다.
살수 능력과 부식 내구성을 위해 배관 내측면에 일체의 물리적 변형 없이 배관 연결이 가능하고, 특히, 기존 기술 대비 기능성과 내구성, 조립 시공성 측면에서 탁월하다.
관경이 큰 배관에서 작은 배관으로 연결할 경우 사용되는 레듀서(Reducer)가 일체형으로 제작돼 용접이나 나사방식 대비 조립 연결부를 약 20% 감소시킬 수 있다.
아파트 세대 천장에 설치되는 스프링클러의 작은 배관에도 편리하게 조립할 수 있어 기존 방식 대비 작업시간을 50%까지 단축할 수 있다.
또한, 배관 이음부 부식 예방이 가능한 장기 내구성 확보기술로, 누수나 배관교체와 같은 유지보수 비용을 현저히 낮출 수 있다.
한편, 연구진은 개발된 링타입 설비배관 이음쇠를 활용, 2개 공동주택단지 부속동 공용시설 현장과 1개 공동주택 단지에 적용하는 등 실용화에도 성공했다.
현재 서울과 부산 지역 3개 아파트단지 내 노인정과 어린이집, 게스트하우스 등과 같은 공용시설에 적용, 운영되고 있다.
인 / 터 / 뷰
내진 누수 등 성능시험 통과
국제 공인규격 UL인증 취득
한국건설기술연구원 조동우 선임연구위원은 “지난 2018년부터 6층 이상 모든 건축물의 전층에 스프링클러 설비 설치가 의무화됐지만, 업체별로 아직 배관이나 배관이음과 관련된 표준화된 방식이 마련돼 있지 않다”고 밝혔다.
이로 인해 주택 건설업체별로 배관을 강관 또는 CPVC를 사용하고, 배관이음의 경우 용접, 나사, 그루브 등의 방식을 사용하고 있다.
이어 “현재 적용하고 있는 방식들은 다양한 종류의 결함이나 하자 발생 가능성을 안고 있다”며, “특히, 24시간 거주하는 생활공간인 공동주택의 경우 하자나 결함 발생 시 피해 규모가 크고, 개·보수도 용이하지 않은 만큼 이번 연구는 공동주택의 수명기간을 고려해 장기 내구성을 갖는 배관이음쇠 개발에 초점을 맞춰 진행했다”고 밝혔다.
그는 또, “개발된 신개념의 링타입 설비배관 이음쇠 기술은 내진성능과 누수성능을 비롯해 각종 안전성능시험을 통과했고, 지난 2022년 12월에는 국제 공인규격인 UL 인증도 취득했다”고 강조했다.
건물 스프링클러 설치 의무화 불구
배관이음 표준화 방식 없어 아쉬움
현재 재건축사업이나 주상복합건축물이 점차 초고층화되면서 장수명주택 건설이 현안으로 떠오른 가운데 이 기술은 모든 세대 천장 내부에 설치되는 스프링클러 설비배관의 이음방식으로 각광 받을 것으로 예상된다.
조 박사는 “이 기술은 초고층 아파트의 스프링클러 설비는 물론 오피스텔, 다중이용시설, 지식산업센터, 데이터센터, 냉각수나 가스 플랜트용 배관설비 등 다양한 분야에서 폭 넓게 활용할 수 있다”고 말했다.
이어 “앞으로 링타입 설비배관 이음쇠 기술의 국내 건설현장 보급 확대는 물론 해외 시장 진출을 위해 노력을 기울일 계획”이라고 밝혔다.
